ЭЛЕКТР ПРИБОРЫ 4

1. Электронные усилители и генераторы, выпрямители

2. Усилитель – это электронное устройство, усиливающее ток, напряжение и мощность слабых электрических сигналов.

По диапазону рабочих частот усилители делятся на:
• Усилители низкой частоты (УНЧ) – усиливают сигналы звуковой
частоты (воспроизведение музыки и речи)
• Усилители постоянного тока (УПТ) – усиливает медленно
изменяющийся сигнал (устройства автоматики и вычислительной
техники)
• Избирательные усилители – усиливают сигнал в узкой полосе частот
(радиопередатчики и приемники)
• Импульсные усилители (широкополосные) – усиливают сигнал в
широкой полосе частот (радиолокация, автоматика, вычислительная
техника)

3. Основные параметры усилителей:

• Коэффициент усиления
по току
Кi = Iвых / Iвх
по напряжению Кu = Uвых / Uвх
по мощности
Кр = Кi · Кu
Для многокаскадного усилителя
К = К1 · К2 ·….. Кn

4. Усилители низкой частоты (УНЧ) – усиливают сигналы звуковой частоты (воспроизведение музыки и речи)

• С1 и С2 – разделительные
конденсаторы (делят каскады
по постоянному току)
• Ек – источник постоянной ЭДС
• Rк – сопротивления нагрузки
• Rб – задает ток покоя базы

5. Усилитель мощности - это схема усиления, которая передает большую мощность низкоомной нагрузке. Усилитель мощности -это

выходной каскад УНЧ (с него
сигнал идет на громкоговоритель).
• R1 – R2 делитель напряжения
задает режим покоя (фиксирует
рабочую точку транзистора)
• Трансформатор согласует
коллекторную цепь
транзистора и сопротивление
нагрузки
• Ек – источник постоянной ЭДС
В данной схеме происходит усиление мощности только за один
такт работы транзистора, поэтому схема имеет малый кпд (2030%).

6. Электронный генератор (автогенератор) – это автоколебательная система, в которой энергия постоянного тока преобразуется в

энергию переменного тока требуемой
частоты и формы.
Применение: радиопередатчики и приемники, ЭВМ,
измерительная техника, автоматика, телемеханика.
Классификация: (по форме колебаний)
1.
Синусоидальные генераторы (гармонические)
Высокочастотные (LС типа)
Низкочастотные (RC типа)
2.
Импульсные генераторы (релаксационные)
Генераторы прямоугольных импульсов (триггер,
мультивибратор)
Генераторы пилообразного напряжения (ГЛИН)

7. Чтобы получить автогенератор, нужно усилитель охватить положительной обратной связью, которая обеспечит режим самовозбуждения

на заданной частоте.
1.
2.
Для устойчивого процесса самовозбуждения в генераторе
должны выполняться два условия:
Условие баланса фаз – напряжение на коллекторе и базе
должно находиться в противофазе.
Условие баланса амплитуд – необходимо наличие ПОС и
источника постоянного напряжения, поставляющего энергию
из вне (Ек).

8. LC – генератор состоит из колебательного контура, усилительного транзистора, источника постоянного тока и положительной

обратной связи.
• Lк-Ск колебательный контур
• Lос – катушка обратной связи
• R1 – R2 делитель напряжения
• Ек – источник постоянной ЭДС
• Сэ – Rэ – термостабилизирующая
цепочка
Назначение: вырабатывание
синусоидального сигнала высокой
частоты (100кГц – 100МГц)

9. RC генератор – это низкочастотный генератор (0,01Гц – 100кГц) синусоидальных колебаний, построенный из резистивного усилителя с

использованием фазовращающей цепочки.
• RC – фазовращающая
цепочка (сдвигает
фазу на 180 град),
осуществляет ПОС
• R1 – R2 делитель
напряжения
• Ек – источник
постоянной ЭДС

10. Генератор линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) – это генератор пилообразного напряжения. Применяется в качестве генератора

развертки в ЭЛО.
Выполнен на основе резистивного усилителя.

11. Мультивибратор – это автогенератор прямоугольных импульсов, представляет собой двухкаскадный резистивный усилитель, охваченный

положительной обратной связью.
Применение – элементы логических схем и источники
управляющего (прямоугольного) напряжения.

12.

Триггер - это устройство
последовательного типа с
двумя устойчивыми
состояниями равновесия,
предназначенное для записи и
хранения информации. Под
действием входных сигналов
триггер может переключаться
из одного устойчивого
состояния в другое. При этом
напряжение на его выходе
скачкообразно изменяется.
Выходные сигналы триггеров
определяются не только
сигналами на входах, но и
предысторией их работы, то
есть состоянием элементов
памяти.

13. Классификация

Как правило, триггер имеет два
выхода: прямой и инверсный. Число
входов зависит от структуры и
функций, выполняемых триггером.
По способу записи информации
триггеры делят на асинхронные и
синхронизируемые (тактируемые).
В асинхронных триггерах информация
может записываться непрерывно и
определяется информационными
сигналами, действующими на входах в
данный момент времени.
Если информация заносится в триггер
только в момент действия так
называемого синхронизирующего
сигнала, то такой триггер называют
синхронизируемым или тактируемым.

14. Входы

Помимо информационных входов
тактируемые триггеры имеют тактовый вход
синхронизации. В цифровой технике
приняты следующие обозначения входов
триггеров:
• S - раздельный вход установки в
единичное состояние (напряжение
высокого уровня на прямом выходе Q);
• R - раздельный вход установки в нулевое
состояние (напряжение низкого уровня
на прямом выходе Q);
• D - информационный вход (на него
подается информация, предназначенная
для занесения в триггер);
• C - вход синхронизации;
• Т - счетный вход.

15.

Выпрямитель электрического тока – электронная схема, предназначенная
для преобразования переменного электрического тока в постоянный
(однополярный) электрический ток.
Переменный электрический ток - это гармонический сигнал, меняющий
свою амплитуду и полярность по синусоидальному закону.
В переменном электрическом токе можно условно выделить
положительные и отрицательные полупериоды.
положительный
полупериод
(положительная полуволна – красным
цветом)
отрицательным
полупериодам
(отрицательная полуволна – синим
цветом).

16.

Классификация
Полупроводниковые выпрямители можно классифицировать по следующим
признакам:
1) по выходной мощности (маломощные - до 600 Вт, средней мощности - до
100 кВт, и большой мощности - более 100 кВт);
2) по числу фаз источника (однофазные, многофазные);
3) по пульсности (р) выпрямителя, определяемой числом полупериодов
протекания тока во вторичной обмотке трансформатора за полный период
напряжения U1;
4) по числу знакопостоянных импульсов в кривой выпрямленного напряжения
U2 за период питающего напряжения:
- однополупериодные;
- двухполупериодные;
- m-полупериодные.

17. Однополупериодный выпрямитель  

Однополупериодный выпрямитель
Этот выпрямитель работает только в
течение положительного полупериода
синусоиды. Это можно видеть на
следующем графике:

18. Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой

Для этой схемы необходим трансформатор, с
двумя вторичными обмотками. Напряжение на
диодах в два раза выше, чем при включении схемы с
однополупериодным выпрямителем или при
включении мостовой схемы. В этой схеме
попеременно работают оба полупериода. В
течении положительного полупериода работает
одна часть схемы обозначенная В1, во время
отрицательного полупериода работает вторая
часть схемы обозначенная В2. Эта схема является
менее экономичной, чем мостовая схема, в
частности у неё более низкий коэффициент
использования трансформатора. В этой схеме
после диодов получается также пульсирующее
напряжение, но частота пульсаций в два раза
выше.

19.  Однофазный мостовой выпрямитель

Однофазный мостовой выпрямитель
Состоит из трансформатора и
четырех диодов, подключенных ко
вторичной обмотке трансформатора.
В каждый полупериод открыта пара
диодов, расположенных в
противоположных плечах моста.
Масса и стоимость трансформатора
меньше чем с выводом от средней
точки, мощность выпрямителя выше
за счет более рационального
использования трансформатора.
Частота пульсаций, как и в
предыдущей схеме, вдвое больше
частоты сети.

20. Трехфазные выпрямители

Схема выпрямителя трехфазного питания применяется в основном
для питания потребителей средней и большой мощности.
Первичная обмотка трансформаторов таких выпрямителей
состоит из трех фаз и соединяется либо в звезду, либо в
треугольник. Вторичная обмотка трансформатора (их может
быть несколько), также трехфазная. С помощью специальных схем
соединения вторичной обмотки и всего выпрямителя, можно
получить выпрямленное напряжение с числом пульсаций за период,
кратным трем. Выпрямители трехфазного питания равномерно
нагружают сеть трехфазного тока, и отличаются высоким
коэффициентом использования трансформатора.

21.

Для трехфазного тока существуют специальные схемы
выпрямителей. Первая, известная как схема Миткевича, имеет
низкий коэффициент габаритной мощности трансформатора. Эта
схема применяется при небольших мощностях нагрузки.
За счёт «перекрытия» фаз напряжения, выходное напряжение
трёхфазного однополупериодного выпрямителя имеет меньшую
глубину пульсации. Вторичные обмотки трансформатора могут
быть использованы только по схеме подключения «звезда», с
«нулевым» выводом от трансформатора.

22.  Вторая схема, известная как Схема Ларионова, нашла широкое применение в электротехнике, так как имеет лучшие

Вторая схема, известная как Схема Ларионова, нашла
широкое применение в электротехнике, так как имеет
лучшие технико-экономические показатели по сравнению со
схемой Миткевича.
Схема Ларионова может
использоваться как "звезда”
и "треугольник”. Вид
подключения зависит от
схемы подключения
трансформатора, либо
генератора, с выходом
которого соединен этот
выпрямитель.
Выходное напряжение (выделено красным
цветом), имеет самую маленькую глубину
пульсаций выходного напряжения по
сравнению со всеми остальными схемами
выпрямления.